螺丝被称为“工业之米”，相信每个人每天都会与各种各样的螺丝、螺栓、螺钉打交道，但是这么一个不起眼的小东西有谁了解它的历史么？为什么我们日常生活中都叫它“洋钉”，难道我们的祖先连钉子也发明不了？

人造螺旋物和螺丝的确是欧洲人发明的。最早,阿基米德(公元前287-公元前212)发明了螺旋形提水器(Archimedes Screw Pump),“阿基米德螺旋”,据说今天在埃及仍有使用。

“阿基米德螺旋”看似简单,却堪称是个伟大的发明——它是人类历史上第一个螺丝状装置。从这个意义上来说,阿基米德是当之无愧的“螺丝之父”。

阿基米德发明的灌溉工具--“阿基米德螺旋”

公元前1世纪的时候,古罗马人能够用木制的螺旋压力机在地中海附近压榨橄榄油和葡萄汁,也开始使用螺丝钉,只是这时候的螺丝钉都是手工挫出来的。

古罗马榨橄榄油的机械,使用了螺杆的原理

中国的榫卯结构的确令人赞叹,但却主要适用于木质结构;对于金属制品的连接、紧固就无能为力了。而近现代制造业普遍都是金属制品。螺丝钉的作用就越发重要。

公元15世纪以前,欧洲人也很少使用螺丝钉,因为此前的螺丝钉只能用手工挫出来。漫长的中世纪里,欧洲人主要用木头钉子或金属钉子来连接家具、木质建筑(中国古代并非不用钉子,据说宋代《营造法式》中就有不少使用钉子的记述)。

从16世纪开始,欧洲制钉工人生产的螺丝钉越来越多,但这时候螺丝刀(Screwdrivers)还没出现,所以这时候的螺丝钉还是用锤子敲进去的。

1780年左右,伦敦出现了螺丝起子(即旋凿、螺丝刀),木匠们发现用螺丝起子旋紧螺丝钉比用锤子敲击能把东西固定得更好。原来世界上是先有螺丝钉、后有螺丝刀。

接下来轮到螺丝钉史上的猛人出场了。

第一位是英国斯塔福德郡的雅各及威廉惠雅特兄弟(brothersJob and William Wyatt)。他们在1760年申请了一项专利,现在顶多可以称为螺钉机的早期版本。他们于1776年建好第一个木工螺钉厂,但是很快就失败了。工厂的新老板经营良好,在1780年代一天生产了16000颗螺钉,只需要30个工人,这种工业生产的生产性及产能在当时是革命性的突破。

第二位就是英国企业家、发明家杰西·拉姆斯登(JesseRamsden,1735-1800)。在杰西·拉姆斯登众多发明中,有一项不太起眼但却很重要的机器,那就是他在1777年发明了第一台令人满意的螺丝车床,可以大批量制造螺丝钉。

杰西·拉姆斯登

第三位还是一个英国发明家,被称为机床工业之父的亨利·莫兹里(Henry Maudslay,1771-1831)。这位也是学徒出身。他26岁的时候(1797年)开始独立创业,制成第一台螺纹切削车床,可车削不同螺距的螺纹;1800年他改进的车床,用坚实的铸铁床身代替了三角铁棒机架,被作为现代车床的原型;更为重要的是,莫兹里从客户角度出发,第一次推动了螺丝钉的标准化,让螺丝钉和螺丝帽可以随机配对。从此,螺丝钉作为工业时代的紧固件,被广泛应用于人类经济生活的各个领域。

此后的整个19世纪里,螺丝钉工业都在不断发展。

1840年美国发明转塔车床(TurretLathe),1870年发明自动螺丝机,自动化机床生产彻底降低了螺丝的成本。低成本刺激更大量的螺丝使用。

整个19世纪,螺丝头最常见的是一字和外六,因为容易生产。

1908年加拿大P. L. Robertson是第一个做出来内六角螺丝头实际生产的人。

1935年,亨利·菲利普(Henry F. Phillips)生产了后来流行世界的十字头螺丝(PH头),美国通用汽车公司迅速在其1937年推出的凯迪拉克(Cadillac)汽车上采用这种设计。

到1940年,85%的螺丝生厂商有生产十字槽螺丝的许可证。几乎整个汽车行业、飞机都改用十字槽螺丝。第二次世界大战中的战时用品和车辆都采用这种十字槽设计。

1940年,螺纹标准化进一步推广,ISO 公制螺纹标准和统一螺纹标准制定。1966年,Pozidriv(PZ头)米字槽出现。

现在,螺丝钉按照槽型不同,已经几十种分类,常见的有:一字型(SLOTTED)、十字型(PHILLIPS)、米字型(POZI)、星型(TORX)、方头型(SQUARE)、六角型(HEXGONAL)等。

而且,在英文世界里,不同槽型的螺丝钉是按照专利发明人的名字命名的,比如大十字型是由亨利·菲利普(Henry F. Phillips)发明并拥有知识产权的,所以命名为Phillips(十字槽H型);小十字型则命名为Frearson(十字槽F型)。

苹果手机和笔记本电脑里面使用则是梅花形螺丝钉(pentalobe),是一种防撬螺丝钉,可以防止消费者自己拆机。日本设计师YumaKano还设计了一款“笑脸”的螺丝钉。欧美国家对螺丝钉的命名,是保护知识产权的体现。

设计师在接受采访时说道:“螺丝钉是我经常使用的工具之一,是工具世界的无名英雄。因此我才突然有了这个创的灵感,给螺丝钉也赋予面孔和表情。笑脸螺丝钉不仅有普通螺丝钉的功能,还可以让人们开心。”

小小一颗螺丝钉的工业史,就是西方2000多年科学和技术发展以及工业革命的缩影。欧美国家的发明家、企业家一边发明和创新螺丝钉,一边制定行业技术标准;政府则全力保护知识产权,让这些工匠创建的企业能够专注于技术进步。

中国现在是全球最大的紧固件生产国,全国有六七千家紧固件生产企业,年产紧固件约800万吨,出口到全球各地,但没有一家企业能够把螺丝做到如此极致。

2007年,欧盟对原产于中国的钢铁制紧固件进行反倾销立案调查,全国涉案7.6亿美元,并于2009年1月做出终裁,对涉案产品征收最高达85%的反倾销税。经过多年打官司,2016年2月,欧盟终于正式取消了对中国紧固件的反倾销措施。多年的反倾销调查和重税,让中国紧固件工业损失惨重。不过这个案件对于中国紧固件工业也敲响了警钟:以数量取胜的时代,该让位于以质量和创新取胜了。

若干年前朱镕基总理提过指甲剪问题,李克强今年谈到圆珠笔滚珠的问题,这些都是在中国公众眼里的小问题,但其实反映的都是中国制造的大问题。

此外,发达国家一直都对标准的制定十分重视,一边创造游戏,一边制定游戏规则,让全世界都玩统一的规矩。中国在这方面真的还有很多路要走要学。

真心希望标准件行业同仁认认真真,从一颗螺丝做起,做好,做精。